药本习题313章大学物理(医药类)习题及答案.doc

第三章 流体的运动 习题解答 应用连续性方程的条件是什么？ 答：不可压缩的流体作定常流动。 2．在推导伯努利方程的过程中，用过哪些条件？伯努利方程的物理意义是什么？ 答：在推导伯努利方程的过程中，用过条件是不可压缩、无内摩擦力的流体（即理想流体）作定常流动。方程的物理意义是理想流体作定常流动时，同一流管的不同截面处，单位体积流体的动能、势能与该处压强之和都是相等的。 3．两条木船朝同一方向并进时，会彼此靠拢甚至导致船体相撞。试解释产生这一现象的原因。 答：因为当两条木船朝同一方向并进时，两船之间水的流速增加，根据伯努利方程可知，它们间的压强会减小，每一条船受到外侧水的压力大，因此两船会彼此靠拢甚至导致船体相撞。 4．冷却器由19根Φ20×2mm（即管的外直径为20mm，壁厚为2mm）的列管组成，冷却水由Φ54×2mm的导管流入列管中，已知导管中水的流速为1.4m/s，求列管中水流的速度。 解：已知Φ120×2mm，d1=20－2×2=16mm，n1=19，Φ254×2mm，d2=54－2×2=50mm，v2=1.4m/s，根据连续性方程知： S0v0= S1v1+S2v2 +……+Snvn，则 m/s 5．水管上端的截面积为4.0×10－4m2，水的流速为5.0 m/s，水管下端比上端低10m，下端的截面积为8.0×10－4m2。(a)求水在下端的流速；(b)如果水在上端的压强为1.5×105Pa，求下端的压强。 解：(a)已知S1=4.0×10－4m2，v1=5.0 m/s，h1=10m，S2=8.0×10－4m2，=1.5×105Pa ，根据连续性方程：S1v1=S2v2 知： ( m/s） (b) 根据伯努利方程知：，h2=0，=1.0×103 kg/m3 6．水平的自来水管粗处的直径是细处的两倍。如果水在粗处的流速和压强分别是1.00 m/s和1.96×105Pa，那么水在细处的流速和压强各是多少？ 解：(a)已知d1=2 d2，v1=1.00m/s，=1.96×105Pa，根据连续性方程知：S1v1=S2v2 (m/s) (b) 根据伯努利方程知（水平管）： (Pa) 7．利用压缩空气，把水从一密封的筒内通过一根管以1.2 m/s的流速压出。当管的出口处高于筒内液面0.60m时，问筒内空气的压强比大气压高多少？ 解：已知v1=1.2m/s，h1=0.60m，=，根据伯努利方程知： 由于S1 S2，则v2=0，因此 (Pa) 8．汾丘里流速计主管的直径为0.25m，细颈处的直径为0.10m，如果水在主管的压强为5.5×104Pa，在细颈处的压强为4.1×104Pa，求水的流量是多少？ 解：已知d1=0.25m，d2=0.10m，=5.5×104Pa，=4.1×104Pa，根据汾丘里流速计公式知： 9．一水平管道内直径从200mm均匀地缩小到100mm，现于管道中通以甲烷（密度ρ=0.645 kg/m3），并在管道的1、2两处分别装上压强计（如图3-1），压强计的工作液体是水。设1处U形管压强计中水面高度差h1=40mm，2处压强计中水面高度差h2=-98mm（负号表示开管液面低于闭管液面），求甲烷的体积流量Q。 解：已知d1=200mm=0.200m，d2=100mm=0.100m，=0.645kg/m3，=1.0×103kg/m3，h1=40mm=0.040m，h2=-98mm=-0.098m，根据汾丘里流速计公式知： 10．将皮托管插入河水中测量水速，测得其两管中水柱上升的高度各为0.5cm和5.4cm，求水速。 解：已知h1=5.4cm=0.054m，h2=0.5cm=0.005m，根据比托管流速计公式知： (m/s) 11．如果图3-2所示的装置是一采气管，采集CO2气体，如果压强计的水柱差是2.0cm，采气管的横截面积为10cm2。求5分钟所采集的CO2的量是多少m3？已知CO2的密度为2kg/m3。 解：已知h=2.0cm=0.02m，S=10cm2，t=5min，=2kg/m3，=1.0×03kg/m3，根据比托管流速计公式知： (m/s) 所以5min采集的CO2为： (L) 12．水桶底部有一小孔，桶中水深h=0.3m。试求在下列情况下，从小孔流出的水相对于桶的速度：(a)桶是静止的；(b)桶匀速上升。 解：(a)已知h1=0.30m，，S1 S2，桶是静止时，根据伯努利方程知： ，由于S1 S2，则v1=0，因此 (m/s) (b)桶匀速上升时，v2=2.42 (m/s) 13．注射器的活塞截面积S1=1.2cm2，而注射器针孔的截面积S2=0.25mm2。当注射器水平放置时，用f=4.9N的力压迫活塞，使之移